光纤型梳状滤波器的研究和设计大学生毕业论文（设计）.doc

杭州电子科技大学 毕业设计（论文）外文文献翻译 毕业设计（论文）题目 光纤型梳状滤波器的研究和设计 翻译（1）题目 基于一个高双折射光纤双Sagnac环的 可调谐多波长光纤激光器 翻译（2）题目 可调谐全光纤双折射梳状滤波 学 号 指导教师 魏 一 振 译文一： 基于一个高双折射光纤双Sagnac环的 可调谐多波长光纤激光器 王天枢,缪雪峰,周雪芳，钱胜 杭州电子科技大学通信工程学院，中国杭州，310018 作者通讯：tianshuw@hdu.edu.cn 2011年12月12日接受；2012年2月21日校订；2012年2月21日完成； 2012年2月22日通告（Doc. ID：159647）；2012年3月28日出版 我们提出并证明了一个基于双光纤Sagnac环的可调谐多波长 光纤激光器。使用琼斯矩阵分析了单个和两个Sagnac环梳状 滤波器的特性。模拟结果显示两个Sagnac环的可调谐性和可 控性比单个环的更好，这个结论也被实验结果所确认。通过调 整偏振控制器和保偏光纤的长度，可实现波长范围、波长间隔 和激光线宽的调谐。实验结果表明多波长光纤激光器输出激光 的线宽为0.0187nm和光学边模抑制比为50dB。 ?美国光学学会 2012 OCIS 编码：060.3510, 140.3600, 060.2420, 120.5790 1．引言 工作在波长1550nm附近的多波长光纤激光器已经吸引了许多人的兴趣，它可以应用于密集波分复用（DWDM）系统，精细光谱学，光纤传感和微波（RF）光电[1-4]等领域。多波长光纤激光器可以通过布拉格光纤光栅阵列[5]，锁模技术[6-7]，光学参量振荡器[8]，四波混频效应[9]，受激布里渊散射效应实现[10-12]。 掺铒光纤（EDF）环形激光器可以提供大输出功率，高斜度效率和大可调谐波长范围。例如，作为一种可调谐EDF激光器，带有单个高双折射光纤Sagnac环的多波长光纤激光器已经提出[13-15]。输出波长可以通过调整偏振控制器（PC）进行调谐，波长间隔可以通过改变保偏光纤（PMF）的长度进行调谐。然而，对于单个Sagnac环光纤激光器来说，波长间隔和线宽都不能独立调谐[16]。密集波分复用（DWDM）系统要求激光波长调谐更灵活，否则会限制这些激光器的应用。一个双Sagnac环的多波长光纤激光器能提供更好的可调谐性和可控性。采用这种结构，可以实现保持线宽不变的波长间隔可调谐，以及保持波长间隔不变的线宽调谐。 本文提出和证明了一种双Sagnac环可调谐多波长掺铒光纤环形激光器。多波长选择由两个Sagnac环实现，而每个环由一个3dB耦合器，一个PC，和一段高双折射PMF组成。本文模拟分析了单个和两个Sagnac环的梳状滤波器的特征。实验中，得到输出激光的半峰全宽（FWHM）是0.0187nm，边模抑制比（SMSR）是50dB。通过调整两个PC可以实现多波长激光器输出的大范围调谐。与单环结构相比，改变PMF长度可以独立调谐波长间隔和激光线宽。本文中提出的双Sagnac环光纤激光器是先前单Sagnac环多段PMF多波长光纤激光器工作的延伸，其在DWDM系统，传感和仪表测试中具有潜在应用。 2．实验装置和操作原则 提出的多波长光纤激光器的实验装置示意图如图1（a）中所示。一个980nm的泵浦激光二极管（LD）通过一个980/1550nm波分复用（WDM）耦合到一段EDF中。用一个能提供10%反馈功率的90/10光纤耦合器耦合出激光输出。多波长光纤激光器通过双Sagnac环进行调谐。 如图1（b）所示，高双折射Sagnac环由一个3dB耦合器，一段PMF，一个PC组成。端口3和端口4通过一个PC和一段PMF连接起来。光束从端口1进入耦合器并被耦合器平均分成两束。这两束反向传播的光束在环中重新耦合。由于PMF的高双折射影响，光束在两个轴（快轴和慢轴）上出现相位差。因此，当光通过PMF时会产生一个角度偏差，通过PC时会产生另一个角度偏差。当反向传播过一个光纤环后，两束光束在耦合器上干涉。Sagnac环的输出特性可以用Jones矩阵分析。PMF的Jones传播矩阵可以描述为： （1） 这里的是光在快轴和慢轴传播相同距离所产生的相位差，L是PMF的有效长度，是波长，是两个轴的有效折射率差。还有，和是快轴和慢轴的有效折射率指数。 因为当光传播通过一个PC时偏振角偏转为，通过PC的透射光束的Jones矩阵可以描述为： （2） 端口1的入射光电矢量为，端口2的入射光电矢量为（=0）。被耦合器分成和。设为通过PC和PMF的光学矢量，为通过PC和